CN101850671B - 热熔涂布的混合基热转印色带及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热转印成像中所使用的混合基热转印色带，该色带由带基、背涂层、释放层和油墨层构成，其特点是：所述的油墨层采用热熔融方式涂布，该油墨层中含有极性蜡和非极性蜡、分别熔于极性蜡和非极性蜡的两种聚合物、颜料和助剂，两种聚合物其总质量占油墨层质量的比例在30％-50％之间。本发明还公开了上述色带的生产方法，分别包括背涂层、释放层和油墨层的涂布，其特点是采用热熔方式涂布油墨层，过程中不采用稀释溶剂。本发明的优点是在杜绝了环境污染的同时，又降低了产品成本，同时产品具有优良的打印效果与耐久性能、良好的耐刮擦性和防化学腐蚀性等性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种热转印成像中所使用的混合基热转印色带及其生产方法，该色带尤其适用于条形码的打印。
背景技术
热转移成像方法是Mille在1953年发明的，作为一种非接触式打印的计算机外设输出设备，已成为市场占有率很高的一类特种打印机。其成像原理是计算机输出信号驱动半导体电热头，使热转印色带(Thermal Transfer Ribbon，TTR)熔融转移至受像介质，形成文字和图像的过程。
TTR的基本构成：a)薄而强的涤纶或其他高密度材料带基；b)带基正面的底涂层以保证墨色均匀及打印时墨色的完整转移；c)蜡或树脂基的墨色层；d)墨色层上的外涂层以保护墨色及增强打印时与被印材质的附着性；e)带基的背涂层起防静电，均热及减少磨擦的作用，可以保护打印头，延长起使用寿命。
TTR可以简单的分为三类产品：
蜡基色带(Wax ribbon)：通常含有高百分比的蜡基原料(蜡的比例大于65％)，这些原料决定了碳带的熔点，熔点影响打印时需要的能级，一般来讲，由于蜡的熔点远低于树脂，用蜡基碳带打印需要的能级远低于用混合基和树脂基打印时；又由于多数蜡比树脂软，蜡基碳带打印图形的耐久性不如混合基和树脂基。蜡基色带通常具有高密度、高敏度的特点，应用于纸质标签，打印效果优良，成本经济，大多数的蜡基色带只有一层涂层。
蜡/树脂混合基色带(Wax/Resin)：一般含有高百分比的树脂成分原料(树脂的比例在30％-50％之间)，这决定了这种色带的熔点较高，与蜡基色带相比用这种碳带打印时也需要更高的能级，由于多数的树脂比蜡硬，打印出的图形的防刮性和防化学腐蚀性也比蜡基色带好。多数的混合基色带由两层或更多层组成。混合基色带兼具优质打印效果与耐久性能，应用广泛，价效皆佳。
树脂基(Resin)色带：含有最高比例的树脂成分，在打印进需要的能级也比蜡基和混合基高，由于多数的树脂比蜡硬，这种碳带最具耐久性，耐磨擦、耐热、耐腐蚀等性能，有些配方能防蒸汽压力，有些则能经水洗或干洗等，但打印成本与前二类相比最高，介质适应性最差。
用户可根据所使用的打印机及打印介质及所要求的打印效果如耐刮(磨擦)、耐划破性、耐污染、耐热、耐溶剂、耐洗涤、耐漂白、耐汗性、耐熨烫、耐旋光性等来选择碳带。
随着我国信息技术的迅猛发展以及计算机应用领域的不断拓展和深入，人们对高速、高质量输出的打印需求越来越大，而市场上传统的打印方式在价格、打印质量、打印速度等方面难以满足用户全方位的需求。
由于混合基热转印色带具备很高的技术含量，全球只有10余家公司在生产这种企业在生产这种产品，主要集中在日本、美国、韩国、法国。包括Ricoh、DNP、Fujicopy、IImak、ITW、Armor等知名大企业。技术方面，世界主流的混合基条码碳带都采用溶剂型涂布方式，其采用的溶剂一般为汽油、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮和环己酮等有机溶剂，会对环境造成一定的污染。
专利号为ZL02115333.7，名称为“热转印色带及其制造工艺”的中国专利中公开了一种热转印色带及其制造工艺，该热转印色带在权利要求中树脂的比例在7-12％之间，属于蜡基热转印色带，该色带打印出的图象的防刮性和防化学腐蚀性比混合基热转印色带的弱很多，是一类经济型的色带。其采用了三种不同的方法制作油墨层，分别得到溶剂型浆料、乳化型浆料和熔融状浆料，溶剂浆料的缺点是使用了有害的溶剂，会造成环境污染以及成本的提高；乳化型浆料的缺点是由于在体系中引入了比较软的乳化剂，可能会使图像出现耐磨性下降和沾污的问题。对比文件中虽然提到了熔融涂布，但是其树脂的比例比较低(7-12％)，树脂容易熔融在蜡中，其熔体的粘度不会太高，是可以采用熔融涂布的，在蜡基热转印色带中属于通用技术，但是由于树脂的比例较低，因此制成的色带持久度不够，不耐刮擦，打印质量较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足而提供一种在杜绝了环境污染的同时，又降低了产品成本的热熔涂布的混合基热转印色带及其生产方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：该热熔涂布的混合基热转印色带，包括PET带基、背涂层、释放层和热熔涂布的油墨层，其特点在于：所述的油墨层中包括极性蜡和非极性蜡，以及分别熔于极性蜡和非极性蜡的两种聚合物，颜料和助剂构成。两种聚合物其总质量占油墨层质量的比例在30-50％之间，可以保证色带的打印图像有优良的打印效果与耐久性能、良好的耐刮擦性和防化学腐蚀性。采用两种不同极性的蜡是可以控制两种树脂在蜡中的良好熔融，极性不同的两种的聚合物在相互混合和分散时，不会导致完全相熔，在油墨熔体中实现了微纳尺度的微相分离结构，从而大幅度降低了熔融体系的粘度，实现了混合基热转印色带的热熔涂布。
本发明所述的极性蜡为酯蜡，非极性蜡为烃蜡。
本发明所述的所述的熔于极性蜡的聚合物是指EVA树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸共聚物、聚酯、聚酰胺、氯化聚醚、氯醋树脂、聚碳酸酯、酚醛树脂、松香树脂、改性松香树脂、丙烯酸改性聚氨酯树脂、聚酮树脂、聚醛树脂、醛酮树脂、萜烯树脂中的一种。
本发明所述的熔于非极性蜡的聚合物是指聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、其它聚烯烃共聚物、聚砜、聚苯醚、聚丁二烯、聚异戊二烯、丁苯橡胶(SBS、SEBS、SIS)、天然橡胶(NB)、顺丁橡胶CR、乙丙橡胶、石油树脂中的一种。
本发明所述的带基为PET薄膜，其厚度为3-6微米。
本发明所述的酯蜡为巴西棕榈蜡蜡、蒙旦蜡、S蜡或OP蜡，所述的烃蜡为天然的石蜡或合成蜡。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案还包括：该热熔涂布的混合基热转印色带的生产方法，其特点在于包括以下步骤：在3-6微米的PET带基一面，涂布有机硅乳液或者改性有机硅聚合物乳液或者聚酰亚胺溶液，经过干燥交联形成背涂层，涂布厚度为0.05-0.2微米；释放层由蜡乳涂布干燥在PET带基的另一面，涂布厚度为0.1-0.2微米；最后在释放层上面热熔涂布油墨层，涂布厚度为2-4微米。背涂层的涂布采用网纹辊、丝棒、气刀或者是金属刮刀方式，干燥温度控制在40-120℃，优选的温度以背涂能够交联为宜；释放层的涂布采用陶瓷网纹辊、丝棒、气刀或者是金属刮刀方式，优选陶瓷网纹辊和金属网纹辊的方式，干燥温度控制在50-100℃；油墨层的涂布采用陶瓷网纹辊和金属网纹辊的热融涂布方式，优选采用陶瓷网纹辊的方式，油墨层的定型是一个温度逐步降低的过程，温度在100-40℃为宜，温度降低的过快，薄膜的两个边会产生卷曲的现象。三个涂层可分别涂布，也可以一次性涂布，优选的是一次性完成三个涂层的涂布。
本发明所述的油墨层其制备方法是分别将两种聚合物熔于极性蜡和非极性蜡中，在高剪切分散机的作用下，分散混合，加入颜料和分散剂，分散，碾磨，制成适合于热熔涂布的熔融油墨。高剪切分散是将不完全相熔的极性不同的两种的聚合物在能够实现了微纳尺度的微相分离结构，从而大幅度降低了熔融体系的粘度，通过碾磨，可以将颜料的细度控制在1-10微米，优选控制在2-5微米，细度过低，可能导致油墨的触变，细度过高，影响涂布的质量。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明所述的热熔涂布的混合基热转印色带由3-6微米的PET带基、背涂层、释放层和热熔涂布的油墨层构成，油墨层是采用热熔融方式涂布，油墨的制备是采用熔于极性和非极性的蜡中的两种聚合物在高强剪切的分散作用下，在油墨熔体中实现了微纳尺度的微相分离结构，大幅度降低了熔融体系的粘度，实现了混合基热转印色带的热熔涂布。本发明的热融涂布混合基热转印色带的打印图像具有优良的打印效果与耐久性能、良好的耐刮擦性和防化学腐蚀性等性能。与传统的溶剂型涂布混合基热转印色带生产过程比较，本发明的热融涂布混合基热转印色带，由于使用无溶剂的熔融体系，实现产品制造，避免了有机溶剂带来的环境污染或者溶剂回收压力，同时降低生产成本。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明。
热熔涂布的混合基热转印色带，由PET带基1、背涂层2、释放层3和热熔涂布的油墨层4构成，其特点在于包括以下步骤：在3-6微米的PET带基1一面，涂布有机硅乳液或者改性有机硅聚合物乳液或者聚酰亚胺溶液，经过干燥交联形成背涂层2，涂布厚度为0.05-0.2微米；释放层3由蜡乳涂布干燥在PET带基1的另一面，涂布厚度为0.1-0.2微米；最后在释放层3上面热熔涂布油墨层4，采用陶瓷网纹辊涂布，涂布厚度为2-4微米。
本发明所述的热熔油墨是采用以下步骤完成：在80-150℃温度下，使酯蜡与烃蜡单独熔化后，分别加入熔于酯蜡和烃蜡的两种聚合物，达到良好熔融状态时，熔于酯蜡的聚合物溶解度参数在在6-20之间，优选在7-13之间，上述两种物料混合在一起，在高剪切分散机的作用下，分散混合，在表观上呈现为连续的流体，加入颜料和分散剂，分散，在三辊碾磨机或者砂磨机上或者蓝式碾磨机上，碾磨，制得细度在2-5微米的、适合于热熔涂布的熔融油墨。
油墨层中，极性蜡质量比为20％-40％，非极性蜡质量比为10％-30％，熔于极性蜡的聚合物15％-25％，熔于非极性蜡的聚合物10％-25％，两种聚合物的总质量比例为30％-50％，颜料10％-18％和助剂1％-5％。所述的助剂包括分散剂、抗静电剂、爽滑剂、排泡剂等，助剂和颜料的选择为通用技术。
实施例1
实施例2
实施例3
实施例4
实施例5
实施例6
实施例7
实施例8
因为降低油墨熔体的粘度的需要，选择了极性的不同聚合物，根据相似相容原理，所以本发明油墨层中分别采用极性和非极性的两种蜡，作为两种聚合物的熔融介质，之后再混合在一起，使得两相的熔融不充分，实现了降低粘度的目标。一般极性蜡为酯蜡如巴西棕榈蜡、蒙旦蜡等。非极性蜡为烃蜡如天然的石蜡、合成蜡等。
出于聚合物需要一定的极性并且具有热塑性的考虑，因此本发明中采用的熔于极性蜡的聚合物是指EVA树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸共聚物、聚酯、聚酰胺、氯化聚醚、氯醋树脂、聚碳酸酯、酚醛树脂、松香树脂、丙烯酸改性聚氨酯树脂、聚酮树脂、聚醛树脂、醛酮树脂、萜烯树脂中的一种。
出于聚合物的极性较弱，同时兼顾热塑性的考虑，因此本发明中采用的熔于非极性的蜡聚合物是指：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、其它聚烯烃共聚物、聚砜、聚苯醚，氯化聚醚，聚丁二烯、聚异戊二烯、丁苯橡胶(SBS、SEBS、SIS)、天然橡胶(NB)、顺丁橡胶CR、乙丙橡胶、石油树脂中的一种。
上述实施例1-8制得的油墨，能够适合陶瓷网纹辊的热溶涂布，避免了有机溶剂带来的环境污染或者溶剂回收压力，同时降低生产成本。
上述实施例1-8制得的混合基热转印色带，具有优良的打印效果与耐久性能、良好的耐刮擦性和防化学腐蚀性等性能。图像或文字信息通过热敏头的热量经PET带基1传递至释放层3和热熔涂布的油墨层4使其熔融，并在一定压力作用下热转印的油墨层5转移至受像介质6(如标签、纸张、薄膜等)，完成打印输出的过程。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种热熔涂布的混合基热转印色带，所述色带由带基、背涂层、释放层和油墨层构成，其特征在于：所述的油墨层采用热熔融方式涂布，该油墨层中含有极性蜡和非极性蜡、分别熔于极性蜡和非极性蜡的两种聚合物、颜料和助剂，两种聚合物其总质量占油墨层质量的比例在30％-50％之间。
2.根据权利要求1所述的热熔涂布的混合基热转印色带，其特征在于：所述的极性蜡为酯蜡，非极性蜡为烃蜡。
3.根据权利要求1所述的热熔涂布的混合基热转印色带，其特征在于：所述的熔于极性蜡的聚合物是指EVA树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸共聚物、聚酯、聚酰胺、氯化聚醚、氯醋树脂、聚碳酸酯、酚醛树脂、松香树脂、改性松香树脂、丙烯酸改性聚氨酯树脂、聚酮树脂、聚醛树脂、醛酮树脂、萜烯树脂中的一种。
4.根据权利要求1所述的热熔涂布的混合基热转印色带，其特征在于：所述的熔于非极性蜡的聚合物是指聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚、聚丁二烯、聚异戊二烯、丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶CR、乙丙橡胶、石油树脂中的一种。
5.根据权利要求1所述的热熔涂布的混合基热转印色带，其特征在于：所述的带基为PET薄膜，其厚度为3-6微米。
6.根据权利要求2所述的热熔涂布的混合基热转印色带，其特征在于：所述的酯蜡为巴西棕榈蜡、蒙旦蜡、S蜡或OP蜡，所述的烃蜡为天然的石蜡或合成蜡。
7.根据权利要求1所述的热熔涂布的混合基热转印色带的生产方法，其特征在于包括以下步骤：在PET带基一面，涂布有机硅乳液或者改性有机硅聚合物乳液或者聚酰亚胺溶液，经过干燥交联形成背涂层，涂布厚度为0.05-0.2微米；释放层由蜡乳涂布干燥在PET带基的另一面，涂布厚度为0.1-0.2微米；最后在释放层上面热熔涂布油墨层，涂布厚度为2-4微米。
8.根据权利要求7所述的热熔涂布的混合基热转印色带的生产方法，其特征在于：所述的油墨层其制备方法是分别将两种聚合物熔于极性蜡和非极性蜡中，在高剪切分散机的作用下，分散混合，加入颜料和分散剂，分散，碾磨，制成适合于热熔涂布的熔融油墨。
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